Grafik 1.2’de görüldüğü gibi su her sıcaklıkta bir buharlaşma basıncına sahiptir.
0°C’nin altında da buharlaşır. Örneğin -30 °C’ de suyun buhar basıncı 0,288 mmHg, -10 °C’
de 1.950 mmHg, 0 °C’ de ise 4.6 mmHg' dır. (Karın kendiliğinden erimesi olayı.)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
(t C)
P mm Hg
Grafik 1.2 Suyun Buhar Basıncının (P) Sıcaklıkla (t °C) Değişimi
Su, hidrojen (H
2
) ile oksijen (0
2
) arasındaki reaksiyonun ürünüdür. Gaz halindeki iki
element, H ve O 300 °C’nin altında hissedilir derecede birleşmez, yani reaksiyon hızları
düşüktür. Temperatür yükselince reaksiyon hızı da artar ve 500 °C’ den itibaren birleşme
meydana gelir.
1.4 Suyun Dolaşımı
Suyun hareketini inceleyen bilime hidromekanik, bu bilimin teknikteki uygulaması
hidrolik olarak bilinmektedir. Hidroloji ise suyun yerküredeki dağılımını, çevrimini ve
özelliklerini inceler. Hidrolojinin en geniş bir şekilde tanımını şu şekilde yapabiliriz.
"Hidroloji, yer küresinde (yani yeryüzünde, yer altında ve atmosferde) suyun çevrimini,
dağılımını, fiziksel ve kimyasal özelliklerini, çevreyle ve canlılarla karşılıklı ilişkilerini
inceleyen temel ve uygulamalı bir bilimdir". (A.H.D. Bilim ve Teknoloji Federal
Konseyi tarafından 1562 yılında önerilen tanım). Bu tanımıyla hidroloji diğer birçok
bilim alanlarına da girmektedir. Gerçekten bugün hidrolojiyle diğer bilimler arasındaki
sınırları kesin olarak çizmek çok güçtür. Atmosferdeki su ile meteorolojinin,
denizlerdeki su ile Oşinografinin, yerin derinliklerindeki su ile de jeoloji ve zemin fiziğinin
uğraştıkları söylenebilir. Bugün suyun kontrolü ve kullanılması ile ilgili olarak yapılan
mühendislik çalışmaları su kaynaklarının geliştirilmesi adı altında toplanmaktadır. Bu
çalışmaların amaçları şu şekilde sınıflandırılabilir; Suyun kullanılması amacıyla yapılan
çalışmalar, su getirme, sulama, su kuvveti tesisleri, akarsularda ulaşım gibi...
Yerküre üzerinde suyun dağılımını, hareketini ve özelliklerini inceleyen hidroloji
bilimi, insanın çevresi ile olan ilişkisi arttıkça daha büyük önem kazanmaya başlamıştır.
İnsanın çevresini düzenleyip kontrol altına alma çabalarının bir parçası olan su
kaynaklarının geliştirilmesi çalışmalarında, hidrolojik veriler önemli bir yer tutmaktadır.
Bu alanda su işletim sistemleri, su biriktirme yapıları, su alma yapıları, akarsu geçişleri
(köprü ve menfezler) ve drenaj projelerinin en ekonomik biçimde boyutlandırılmasında
hidroloji biliminin önemli bir yeri bulunmaktadır. Söz konusu olan su yapımlarının
planlanması, proje, inşaat ve işletme çalışmaları için gerekli olan suyun miktarı ve
4
özellikleri ile ilgili çeşitli bilgiler, hidroloji biliminin uygulamaları ile elde edilir.
Uygulamalı bir bilim olan hidrolojinin su yapılarına rahatlıkla uygulanabilmesi ve tüm
hidrolojik kuralların iyi araştırıp doğru kullanılması için bu yöntemlerin uygulamasını
gösteren örneklerin incelenmesinde yarar vardır.
Su miktarının kontrolü amacıyla yapılan çalışmalar: Taşkınların önlenmesi, kurutma
tesisleri, kanalizasyon tesisleri; su kalitesinin kontrolü amacıyla yapılan çalışmalar ise su
kirliliğinin önlenmesidir. Bütün bu amaçlarla yapılacak tesislerin planlama, proje, inşaat ve
işletme safhalarında suyun miktarı ve özellikleri ile ilgili bazı sorunların karşılıklarının
bilinmesi istenir. Örneğin taşkınlardan korunma amacıyla yapılacak bir barajın veya
gölletin hesabında, göz önüne alınan (100, 500, 1000 yıl) gibi belli bir süre içinde
meydana gelmesi muhtemel en büyük taşkının tahmini gerekir. Öte yandan bir su
kuvveti tesisinin güvenilir gücünün belirlenmesi için de akarsuda yılda (180 gün gibi)
belli bir süre mevcut debi tahmin edilmelidir. Bu gibi örneklerin sayısı çoğaltılabilir. Su
kaynaklarının geliştirilmesi ile ilgili mühendislik çalışmalarının hemen hepsinde karşımıza
çıkan bu gibi sorunları hidroloji bilimi cevaplandırır. Bu cevapların yeterli bir doğrulukla
bilinmesi büyük önem taşır. Zira ekonomik nedenlerle hidrolojik hesaplarda, diğer
mühendislik hesaplarında olduğu kadar büyük emniyet katsayıları kullanılmasına izin
verilmez. Bu bakımdan tahmin edilenden büyük bir taşkının gelmesi barajın yıkılmasına
yol açabilir, öte yandan bir su kuvveti tesisinde mevcut debi için fazla büyük bir
tahmin yapılması beklenen gücün elde edilememesine yol açar. Nihayetinde bazı
hallerde tehlikeli, bazı hallerde de ekonomik yönden sakıncalı sonuçlar ortaya çıkabilir.
Taşıdığı önemin daha iyi anlaşılmasıyla son yollarda hidroloji bilimi ile ilgili çalışma
ve araştırmalar yoğunlaştırılmıştır. Ancak hidrolojik olaylara karışan etkenlerin sayısının
pek çok oluşu incelemeyi güçleştirmektedir.
1.5 Dolaşımda Akış Ve Depo Değişkenleri
Hidrolojik çevrimin yağış, yüzeysel akış, sızma, perkolasyon, yer altı su kütleleri, yer
altı suyu akışı, yüzeysel su yolarındaki akımlar, buharlaşma, biriktirme alanları vb.
elemanlardan oluştuğundan bahsetmiştik. Bu döngünün en hızlı, en hareketli, en etkili ve en
önemli parçası akış ve depo değişkenleridir.
Akış ve depo değişkenleri diğer çevrim elemanlarına bağlı olarak sürekli farklılık
göstermektedir. Bu nedenle bu iki etkeni incelerken, döngü içerisindeki hareketleri birbirine
bağlı değişimler zinciri kurarak düşünmek gerekmektedir. Çevrimin başlangıç noktası olarak
buharlaşmayı ele alalım. Bölgedeki mevcut yüzeysel suların fazla olması, zemin neminin
fazla olması, hava neminin az olması, atmosfer basıncının düşük olması, bölge ikliminin ılık
ve sıcak olması, buharlaşma miktarını arttıran özellikler olarak bahsedilebilir. Bunun aksi
durumlarda da buharlaşma miktarının azalması söz konusudur. Buharlaşmaya paralel olarak
süre gelen çevrim elemanı yağış buharlaşma miktarına, rüzgar hareketlerine ve bununla
beraber yoğunlaşma için gerekli şartların sağlanmasına bağlı olarak değişmektedir.
Yağıştan sonra su, döngü içerisinde sızma olarak hareket etmektedir. Zeminin suya
doygun hale gelmesiyle, yağıştan sonra akışa geçerek yüzeysel su yollarına karışır. İşte bu
noktadan itibaren akış miktarlarında önemli artışlar gözlenmektedir. Akış ve yağışın birlikte
incelenmesi durumunda bu iki değişken arasında periyodik olarak bir etkileşimden söz
edilebilir. Döngü içerinde ise birikimin gerçekleştiği yerler olarak; göller, göletler, denizler,
okyanuslar, barajlar, bağlamalar vb. depolama alanları sayılabilir. Genel çerçevede dünyanın
tamamı düşünülerek bir sistem kurulacak olunursa, denizler ve okyanusları bir biriktirme
alanı kabul edelim ve bu alan içerinde mevcut bir su potansiyelinin olduğunu düşünelim. Bu
5